數(shù)字電路與邏輯設(shè)計實(shí)驗(yàn)電子制作內(nèi)容()

經(jīng)典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁眉頁腳。本資料屬于網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除，謝謝！一、目的要求1、熟悉數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計步驟。2、掌握數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計思想及實(shí)現(xiàn)方法。二、制作內(nèi)容1、聲音響度顯示電路任務(wù)目標(biāo)光二極管來判別說話的聲音大小，并能夠根據(jù)聲音大小顯示出亮度。任務(wù)分析根據(jù)任務(wù)目標(biāo)，繪制原理框圖如圖所示聲音檢測及放大電路聲音大小顯示電路圖放大器LM386來實(shí)現(xiàn)放大咪頭拾取的語言信號，聲音大小顯示電路相應(yīng)的顯示。任務(wù)設(shè)計圖任務(wù)實(shí)現(xiàn)（1）供電電路電池盒供給5V直流電壓用于響度檢測和顯示電路作工作電壓。（2）聲音檢測放大電路聲音檢測電路由咪頭和LM386為主構(gòu)成，由咪頭檢拾到的聲音信號，經(jīng)變換為電信號后加至LM386放大輸出，通過二極管對電容進(jìn)行充電，由此即可將聲音的大小變換為電容上所充電壓的大小。（3）顯示電路顯示電路由CD4069與6只發(fā)光二極管共同組成，CD4069的6只非門的觸發(fā)電平均為電源電壓的1/2，R1-R6為降壓電阻，由于降6只非門輸入端的作用電1至非門6翻轉(zhuǎn)時所需的咪頭端電壓依次升高。電壓1/26只非門電路的輸入端均處于低電平狀態(tài)，其輸出均為高電平，故LED1-LED6發(fā)光二極管均不會點(diǎn)亮。應(yīng)的發(fā)光二極管被導(dǎo)通發(fā)光。電壓會接近電源電壓，該電壓雖經(jīng)R1-R5降壓，但在R6的上端仍可分得超過1/26點(diǎn)亮LED6發(fā)光二極管。此時LED1-LED6全部點(diǎn)亮，以顯示聲音的響度最高。這種聲音響度顯示電路適用于娛樂中測量掌聲、喊叫聲的響度，也可用于家庭音響系統(tǒng)，作為音響電平指示器等。任務(wù)難點(diǎn)R1-R6multisim或proteus中仿真出結(jié)果，仿真時，聲音信號可以用信號發(fā)生器代替。當(dāng)仿真出結(jié)果時，電阻值基本上粗略估定，然后用萬用版插接實(shí)驗(yàn)，插接時可固定電阻代替。所用元件列表表2-4-1聲音響度電路元件清單1只4節(jié)3只6只一塊若干導(dǎo)線任務(wù)要求（1）要做出multisim或proteus仿真圖。（2）要做出protel原理圖和PCB于8mil20mil-40mil（外徑大于等于（（3）做出實(shí)物要考慮電源開關(guān)，咪頭輸入和發(fā)光二極管等輸入輸出及調(diào)整元件的位置以便包裝。（4）要寫出設(shè)計文檔，要求文章結(jié)構(gòu)同電子類設(shè)計文檔一樣。文檔中要求寫出LM386的有關(guān)電路，并說明本電路放大了多少倍，寫出CD4069非門的管腳圖及功能，寫出分壓電路各點(diǎn)的參考LM386輸出電壓的范圍。2、水箱水位檢測電路任務(wù)目標(biāo)水位監(jiān)測電路監(jiān)測到水箱不同的水位后，通過譯碼器譯碼輸出控制音響電路發(fā)出不同聲音或閃爍提示。任務(wù)分析根據(jù)任務(wù)要求，該系統(tǒng)包括水位監(jiān)測電路、譯碼器、音響電路、載頻振蕩電路4號，當(dāng)水位到達(dá)某一位置時，給出輸出信號，譯碼器電路主要目的是把水箱水位信號轉(zhuǎn)換為控制信號，顯示電路把水位信號能夠顯示出來。水位檢測電譯碼器電路顯示電路路圖任務(wù)設(shè)計（1）水位檢測與信號轉(zhuǎn)換CD4514是一塊4-16譯碼器，它對檢測到的水位信號進(jìn)行譯碼，譯碼后的結(jié)果分別去控制發(fā)光二極管的亮滅。（3）顯示電路通過二極管來顯示水位的不同變化。所用元件列表表2-4-2水位監(jiān)測電路元件清單1只4節(jié)1只4只1只1只4只若干一塊若干導(dǎo)線任務(wù)要求（1）要做出multisim或proteus仿真圖。（2）要做出protel原理圖和PCB于8mil20mil-40mil（外徑大于等于（（3）做出實(shí)物要考慮電源開關(guān)，咪頭輸入和發(fā)光二極管等輸入輸出及調(diào)整元件的位置以便包裝。（4）要寫出設(shè)計文檔，要求文章結(jié)構(gòu)同電子類設(shè)計文檔一樣。文檔中要求寫出CD4514的相關(guān)技術(shù)資料及使用方法和作用，寫出CD4011的相關(guān)技術(shù)資料，分析此處使用4514的目的。3、可預(yù)制時間的定時電路的設(shè)計任務(wù)目標(biāo)賽場合，并設(shè)定搶答時間。任務(wù)分析根據(jù)任務(wù)目標(biāo)，繪制原理框圖如下圖。計數(shù)器顯示譯碼器數(shù)碼管器圖該設(shè)計包括秒脈沖發(fā)生器電路、計數(shù)器、顯示譯碼器和數(shù)碼管4個部分。在智力和知識競賽中，節(jié)目主持人根據(jù)搶答題的難易程度，沖電路給計數(shù)器提供時鐘脈沖。任務(wù)設(shè)計設(shè)計電路如下圖所示：電路由2塊十進(jìn)制同步加/減計數(shù)器192預(yù)制答題的搶答時間，計數(shù)器的時鐘脈沖由555器48驅(qū)動數(shù)碼管顯示預(yù)制的時間。任務(wù)實(shí)現(xiàn)（1）秒脈沖電路555時基電路組成多諧振蕩器，產(chǎn)生一定頻率的矩形脈沖。脈沖周期由電容C的充放電時間決定，（R1+2R2）C=1s。（2）時間顯示電路時間顯示電路選用2塊顯示譯碼器74ls48來驅(qū)動數(shù)碼管顯示預(yù)制的時間。（3）預(yù)制時間電路預(yù)制時間電路選用2塊十進(jìn)制同步加減計數(shù)器192進(jìn)行設(shè)計。兩個集成塊的時鐘脈沖均從DN（down）輸入。低位片的DN接秒脈DN接低位片的借位端BO位片每計10個秒脈沖，高位片計1個，即高位片預(yù)制定時時間的十位數(shù)，低位片預(yù)制定時時間的個位數(shù)。假設(shè)定時時間預(yù)制為30s，則預(yù)制高位片數(shù)據(jù)端D3D2D1D0=0011，低位片數(shù)據(jù)的D3D2D1D0=0000。接通電源和控制開關(guān)S，七段數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)“30控制開關(guān)S。每過1s，數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)遞減，直到00，數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)就不再變化。所用元件列表表2-4-3可預(yù)置定時電路元件清單2個2個1個若干若干1片1只555發(fā)光二極管+5V電源單刀雙擲開關(guān)按鍵開關(guān)任務(wù)要求8個1個（1）要做出multisim或proteus仿真圖。（2）要做出protel原理圖和PCB于8mil20mil-40mil（外徑大于等于（（3）做出實(shí)物要考慮電源開關(guān)，預(yù)置開關(guān)和發(fā)光二極管等輸入輸出及調(diào)整元件的位置以便包裝。（4）要寫出設(shè)計文檔，要求文章結(jié)構(gòu)同電子類設(shè)計文檔一樣。文檔中要求寫出74LS19274LS48和74LS00的管腳圖及功能表。試說明兩個與非門在電路中的作用并計算時鐘電路的參數(shù)。4、按鍵式加減電路的設(shè)計任務(wù)目標(biāo)鐘脈沖，當(dāng)開關(guān)撥動到加時，按鍵實(shí)現(xiàn)加計數(shù)，當(dāng)開關(guān)撥動到減時，按鍵實(shí)現(xiàn)減計數(shù)。任務(wù)分析根據(jù)任務(wù)目標(biāo)，繪制原理框圖如下圖。秒脈沖發(fā)生器或按鍵計數(shù)器加減控制顯示譯碼器數(shù)碼管圖示譯碼器和數(shù)碼管4顯示對應(yīng)時間，秒脈沖電路給計數(shù)器提供時鐘脈沖。任務(wù)設(shè)計設(shè)計參考電路如圖所示：（3）計數(shù)加減控制電路擇加或減計數(shù)，再配合秒脈沖發(fā)生器就可以實(shí)現(xiàn)上述功能。所用元件列表表2-4-4按鍵式加減控制電路元件清單1個1個若干若干1片1只555發(fā)光二極管+5V電源單刀雙擲開關(guān)按鍵開關(guān)任務(wù)要求2個1個（1）要做出multisim或proteus仿真圖。（2）要做出protel原理圖和PCB于8mil20mil-40mil（外徑大于等于（（3）做出實(shí)物要考慮電源開關(guān)，預(yù)置開關(guān)等輸入輸出及調(diào)整元件的位置以便包裝。（4）要寫出設(shè)計文檔，要求文章結(jié)構(gòu)同電子類設(shè)計文檔一樣。文檔中要求寫出74LS19274LS48的管腳圖及功能表。試說明控制加減功能的實(shí)現(xiàn)。（5）如果要控制兩位數(shù)的加減，試設(shè)計其實(shí)現(xiàn)電路。5、四人搶答電路任務(wù)目標(biāo)用D觸發(fā)器74LS175設(shè)計一個四人搶答器，當(dāng)四人中有一人按下按鍵則屏蔽其他人繼續(xù)按下。任務(wù)分析根據(jù)任務(wù)目標(biāo)，繪制原理框圖如下圖。按鍵電路觸發(fā)器記憶鎖定顯示圖4個部分。任務(wù)設(shè)計設(shè)計電路如下圖所示：圖任務(wù)實(shí)現(xiàn)采用發(fā)光二極管用來顯示按下的位置。用元件列表表2-4-5四人搶答電路元件清單74LS1751個4個1個1個1個1個1個若干4個若干1個1個發(fā)光二極管普通二極管三極管2N222揚(yáng)聲器（8歐姆）74LS0074LS20時鐘電路電源任務(wù)要求（1）要做出multisim或proteus仿真圖。（2）要做出protel原理圖和PCB于8mil20mil-40mil（外徑大于等于（（3）做出實(shí)物要考慮電源開關(guān)，預(yù)置開關(guān)等輸入輸出及調(diào)整元件的位置以便包裝。（4）要寫出設(shè)計文檔，要求文章結(jié)構(gòu)同電子類設(shè)計文檔一樣。文檔中要求寫出74LS17574LS20和74LS00的管腳圖及功能表。試說明搶答功能的實(shí)現(xiàn)及鎖定搶答電路的原理。（5）如果有8個人搶答，試設(shè)計其實(shí)現(xiàn)電路。6、三態(tài)邏輯電平筆任務(wù)目標(biāo)與高阻狀態(tài)，還可以測出電路中是否存在脈沖信號。任務(wù)分析根據(jù)任務(wù)目標(biāo)，繪制原理框圖如下圖。檢測電路顯示電路圖該設(shè)計包括檢測電路、顯示電路2個部分。任務(wù)設(shè)計設(shè)計電路如下圖所示：圖光二極管D3也不亮。R5的作用是減小邏輯電平筆對被測電路的影響。R1和R2的作用是限流。（2）顯示電路當(dāng)電路的測試點(diǎn)接觸到高電平時，三極管Q1的基極電位升高，三極管Q1導(dǎo)通，發(fā)光二極管D3亮。而三極管Q2仍然截止，發(fā)光二極管D4不亮。當(dāng)電路的測試點(diǎn)接觸到低電平時，三極管Q2的基極電位降低，三極管Q2導(dǎo)通，發(fā)光二極管D4亮。而三極管Q1仍然截止，發(fā)光二極管D3不亮。用元件列表表2-4-6三態(tài)邏輯電平電路元件清單若干2個2個1個1個若干1個電源任務(wù)要求（1）要做出multisim或proteus仿真圖。（2）要做出protel原理圖和PCB于8mil20mil-40mil（外徑大于等于（（3）做出實(shí)物要考慮電源開關(guān)，預(yù)置開關(guān)等輸入輸出及調(diào)整元件的位置以便包裝。（4）要寫出設(shè)計文檔，要求文章結(jié)構(gòu)同電子類設(shè)計文檔一樣。文檔中要求寫出電路工作原理，要有理論計算過程。（5）如果測量12V的脈沖電路，應(yīng)如何設(shè)計電路。7、秒表的制作任務(wù)目標(biāo)設(shè)計一秒表實(shí)現(xiàn)電路，可以以1/10s，或者1/100s為單位進(jìn)行時間的測定。4位計數(shù)器分為1/100s1/10s1s和10s這4位，最大的計數(shù)為99.99s。并具有啟動、停止和復(fù)位開關(guān)。任務(wù)分析根據(jù)任務(wù)目標(biāo)，繪制原理框圖如下圖。計數(shù)譯碼顯示器圖該設(shè)計包括1/100s振蕩器、計數(shù)、譯碼和顯示電路4個部分。任務(wù)設(shè)計設(shè)計電路如下圖所示：圖止時刻的數(shù)字。再點(diǎn)擊啟動則繼續(xù)計數(shù)。點(diǎn)擊復(fù)位開關(guān)會清零。任務(wù)實(shí)現(xiàn)（11/100s振蕩電路振蕩電路查閱相關(guān)資料自行設(shè)計一般情況下用1MHz晶振進(jìn)行10000分頻實(shí)現(xiàn)。（2）計數(shù)電路采用74LS160十進(jìn)制計數(shù)芯片實(shí)現(xiàn)，采用并行方式進(jìn)行控制。（3）譯碼電路采用74LS48實(shí)現(xiàn)譯碼（4）顯示電路采用共陰極數(shù)碼管來顯示用元件列表表2-4-7若干共陰極數(shù)碼管74LS4874LS16074LS00按鍵開關(guān)電源4個4